裂纹与断口分析

裂纹的鉴别
? 以锻轧裂纹为例。 ? 锻轧裂纹如为表面裂纹，通常呈直线形，网状和混合型，有
时分叉成 Y型，形状不规则，长度不大，两端尖锐，垂直于 短剑表面向内部深入，有的锻造裂纹呈裂口状。
断口分析
静载荷下光滑圆试样的拉伸断口宏观形貌示意图
缺口圆试样拉伸断口示意图
冲击断口
? V缺口试样断口
? 示意图
疲劳断口
? 疲劳断口分为三个区域 ? 疲劳核心区 ? 疲劳裂纹扩展区 ? 瞬时断裂区
疲劳断口
弯曲疲劳断口的各种形态
微观断口分析
解理断裂
解理断裂时低温脆性材料如低碳钢在低温下的典型断裂形式。解理面上的微观特征 是解理台阶，以及由节理台阶汇合成的河流花样。另一特征为舌状花样。
河流花样
舌状花样
裂纹与断口分析
5.1裂纹与断口
? 裂纹：金属的局部破裂称为裂纹。裂纹是完整金属在应力 的作用下，某些薄弱部位破裂而形成的一种不稳定缺陷。
? 断口：机械零件断裂处的自然表面即裂纹扫过的面积叫断 口。
宏观断口分析：用肉眼或放大镜分析断口 ; 微观断口分析：采用扫描电镜或电子显微镜分析
断口;
5.2裂纹分析
准解理断口形貌
延性断口的微观特征
? 延性断口是在断裂过程中局部高度塑性变形遗留下的断裂痕 迹。延性断口分为两类，一是滑断或纯剪切断口，另一类是 微孔聚集型断口。
? 以微孔聚集型断裂为例，典型形貌是端口上有大量韧窝。
沿晶断口的微观特征
? 沿晶断裂又称晶间断裂，是多晶体材料中裂纹沿晶界面扩展 的一种断裂形式。分为脆性沿晶断裂和塑性沿晶断裂。
? 实际零件上的裂纹常常有好多条，并且在扩展时会出现分枝， 通常主裂纹较二次裂纹宽而长，裂纹源区一定在主裂纹上， 通常在二次裂裂纹与另一条裂纹相遇或垂直的情况，因 为在同一零件上，后来产生的裂纹是不可能穿越原有裂纹而 扩展的，所以这条裂纹是晚生的。如下图。这就是所谓的 T 型法则。根据这一法则确定哪一条裂纹为主裂纹。裂纹源只 能在主裂纹上，根据源区的裂纹常较宽，较深的特点来判断 源区位置。
? 以沿晶脆断为例。
沿晶脆断
疲劳断口微观特征
? 1，疲劳断片 ? 2，疲劳辉纹：跟宏观疲劳断口上的贝纹线不同。
氢脆微观断口特征
断口微观形貌分析
断口微观形貌分析
断口分析总结
解理断口形貌
准解理断口微观特征
? 1，准解理小断面比回火马氏体的尺寸大得多，相当于淬火 前原奥氏体晶粒尺寸。
? 2，与解理裂纹的路径相比，准解磷裂纹的扩展路径不连续， 常常在局部地方形成裂纹并局部扩展。
? 3，准解理裂纹源常在准解理小断面内部，而解理裂纹源则 在与解理面相交的边界上。
? 4，准解理小断面有许多撕裂棱。
? 实际零件中所存在的裂纹分为两类，一类是零件在各种加工 过程中产生的工艺裂纹，另外一类是零件在使用过程中产生 的使用裂纹。
各种裂纹的分析与鉴别
各种裂纹形成原因与形态特征
主裂纹与裂纹源区
? 裂纹通常起源于零件的应力集中处，或材料缺陷处。由零件 应力集中引起的裂纹一般起源于较深的刀痕，刮伤，圆角和 台阶处。由材料缺陷引起的裂纹一般起源于材料的折叠，拉 痕，偏析等缺陷处。